Ранні згадки про еліптичні зірки шатунів датуються останніми двадцятьма роками XIX сторіччя. Найбільш ранню згадку про цю технологію на сайті патентного бюро США я знайшов за 1892 рік (дата подачі патенту в бюро), та судячи за описом і призначенням винаходу, він був призваний виправити проблему зіскакування ланцюга. Очевидно, що зірка шатуна не круглої форми була відома і використовувалась раніше, тому автору слід не бути такою лінивою дупою та шукати пильніше. Гугл знає все.
Ось, як
Чарльз Метз з Массачусетсу описує свій винахід (третій абзац):
У велосипедів і схожих транспортних засобів, які використовують педальну тягу, де еліптична зірка прикручена до шатуна, який обертає провідне колесо, натяжіння накинутого на зірку ланцюга відрізняється в різних положеннях [еліптичної зірки]; як, наприклад, коли головна вісь в вертикальному положенні, натяг зірки сильніше, ніж коли мала вісь знаходиться в тому ж положенні [на 12 годин]. Налаштуйте ланцюг, коли головна вісь в правильному положенні до площини, яка проходить скрізь вісь каретки та вісь провідного колеса. Багато чинників впливають на послаблення натяжіння ланцюга під час проходження певної зони зірки, тому мій винахід призваний виправити це так, щоб при використанні еліптичної зірки, ланцюг був натягнутий рівномірно на всіх положеннях шатуна.
Нічого не нагадує? Проблема рівномірного натяжіння в сучасній практиці відсутня через конструкцію заднього перемикача, пружина якого автоматично натягує ланцюг в будь-якому положенні шатуна. Є багато відгуків на просторах інтернету про безпроблемне використання синглів з овоїдними зірками та навіть фіксів, але тому є одна причина: конструкція ланцюга давно стандартизована і хоча є декілька несумісних комбінацій (ви не встановите вузький багатошвидкісний ланцюг на 3-мм синглову зірку і навпаки), форма зубів системи і касети підібрана таким чином, щоб теоретично підходити до всього, що ви тільки можете знайти на ринку. До 1930 років це не було так. Виробники пропонували свої оригінальні системи і свої пропрієтарні ланцюги, які не були сумісні ні з чим іншим. Вирішення проблем з натяжінням при використанні еліпсоїдів в якості зірки шатуна стояло перед кожним виробником персонально.
Щодо біомеханіки, еліптичну зірку вигадали, спостерігаючи за логікою руху людини. Ще тоді, коли дерева були великими, люди замислювались над протиприродним характером обертання педалей на велосипеді. До винаходу багатошвидкісних трансмісій питання мертвої точки стояло гостріше, особливо для тих, хто жив в гірській місцевості. Після появи перемикача Cambio Corsa з двома важелями під підседільною трубою їхати вгору стало легше, а після того, як Тулліо Кампаньоло покращив паралелограмний перемикач, що був винайдений компанією Simplex в 1930 роки, про еліптичні та овоїдні зірки на якийсь час забули. Через одне сторіччя все залишилось тим же, про що розповість сьогодні інженер Osymetric Жан-Луїс Тало, який вже 23 роки пропонує використовувати овоїди в будь-якій дисципліні велосипедного життя. Ось патент, заявлений в 1896 році
Томасом Смітом з Британії. Написаний він такою мовою, що без пляшки Джека розібратись складно, але головне в його заявці зрозуміти можна:
B на малюнку показує раму велосипеда в розрізі, на якому встановлені система вісь-шатун та вісь провідного колеса. Шатуни с прикручені до [вже названої] вісі каретки, до шатунів прикручені педалі dl. До шатунів я прикрутив добре відому (помітили слово "добре"? навіть сьогодні багатьом доводиться доказувати, що овальні зірки — це не міфічний міфрил з глибин Морії — прим. Technician) еліптичну зірку e, її більший діаметр направлено перпендикулярно положенню шатунів с. Таким чином, шатуни в такому положенні до велосипедиста дозволяють реалізувати більшу силу та передати більшу потужність ланцюгом g до провідного колеса f, завдяки більшому діаметру еліптичної зірки e...
Вловили ідею? В задумі убрати мертву точку та реалізувати більшу потужність немає нічого нового. В ті ж самі роки деякі винахідники експериментували зі складною формою зірок, яка вже не описувалась рівняннями звичайного
еліпсу.
Так,
Хелсі Сковелл зі штату Іллінойс в 1892 році подав заявку на патент овоїдної зірки складної форми, на яку схожа сучасна Osymetric від Тало. Ось, що цей джентльмен каже про свій винахід:
Мета мого винаходу подвійна. По-перше, надати найбільшу швидкість зірці шатуна на тій ділянці обороту, де потужність велосипедиста максимальна. По-друге, зменшити діаметр зірки, щоб ділянки контакту із ланцюгом на певних інтервалах проходили однаково швидко. Оскільки шатуни розгорнуті один проти одного, на зірці є дві арки для кожного з полуциклів кожної ноги, а також дві ослаблені зони периферії означеної зірки.
Сенс в тому, щоб зменшити затримку у продовгуватій зірці Ореллі, ділянки якої різняться за довжиною в певних положеннях. Це проявляється в тому, що млявість та натягнутість ланцюга не тільки створює іррегулярність дії, а й ще затримує обертання заднього колеса.
Голосу Хелсі вторить голос колеги з Лондону
Уильяма Фредріка Уильямса, який в 1901 році подав патент на систему із еліптичною зіркою, що ковзає:
Мій винахід націлений покращити еліптичну передачу для велосипедів і трициклів, де співвідношення передачі змінюється під час кожного натискання на педаль шляхом використання еліптичної зірки, яка за допомогою спеціального статичного ексцентрика ковзає в своїй площині, аби розмістити саму себе в позиції, яка відповідає зміні довжини ланцюга на певному сегменті циклу.
Винахід Уильямса передбачив побічну функцію заднього перемикача автоматично натягувати ланцюг, проте реалізований був навпаки.
Да, конструкция получается подвижная, а значит - менее надёжная, чем стационарно установленные звёзды. Но всё-же...
